Arquitectura De Ordenadores

Arquitectura
de Computadores
8. Arquitecturas RISC
1. Evolución de los CISC
2. Análisis de los Programas
3. Principios y Características
de las Arquitecturas RISC

Arquitectura de Computadores

Arquitecturas RISC - 1

La evolución de la arquitectura de computadores ha mostrado una tendencia desde sus principios
hacia una complejidad creciente del lenguaje ofrecido. Sin embargo, en1975, los arquitectos de
computadores de IBM cuestionaron, con la construcción del 801, que la creciente complejidad
fuera el camino más apropiado para conseguir una mejor relación coste/rendimiento. Ya que IBM
no aireó demasiado esta nueva filosofía, no tuvo gran repercusión hasta que a principios de los
años 80 Hennessy y Patterson (en Berkeley y Stanford) retomaron la idea y dieron lugar almovimiento RISC (Reduced Instruction Set Computer) en oposición a los tradicionales
ordenadores con complejos juegos de instrucciones (CISC, Complex Instruction Set Computer).
Para entender los principios de las arquitecturas RISC, primero veremos la explicación de la
complejidad que han ido adquiriendo las arquitecturas. Después analizaremos cómo se realiza
la ejecución de las instruccionesen el procesador, considerando cada instrucción por separado
y también mediante estudios estadísticos de los tipos de instrucciones que ejecutan los programas.
Este análisis de la ejecución de los programas es lo que nos llevará a entender cómo se puede
mejorar la relación coste/rendimiento ofreciendo juegos de instrucciones simples y sencillas, en
lugar de incrementar la complejidad de lasinstrucciones (y el precio de los procesadores) según la
idea tradicional.
Lo que aquí mostramos es una mera introducción a la arquitectura RISC, con la única intención de
mostrar que el enfoque CISC no es la única posibilidad, y que la alternativa RISC es más que
razonable. Para un estudio más detallado del análisis de la ejecución de las instrucciones y de los
programas puede consultarsealguno de los textos especializados citados en la bibliografía, tales
como el de Hennessy y Patterson o el de Kane.

Arquitectura de Computadores

Arquitecturas RISC - 1

Evolución de los CISC

Arquitecturas RISC

Al principio, la
memoria era costosa

Objetivo:
Minimizar los programas
(en memoria)

La microprogramación facilita la construcción de funciones
más complejas

Lenguajemáquina más potente (y complejo)
Los programas constan de menos instrucciones
Ocupan menos memoria
ADEMÁS, se acorta la distancia
con los lenguajes de alto nivel
Arquitectura de Computadores

Menos tiempo
de acceso a memoria
Es más fácil construir
compiladores
Arquitecturas RISC - 2

Al principio de la era electrónica de los ordenadores, la memoria era un recurso muy costoso. Estodio pie a la idea de que la mejor arquitectura de un ordenador era la que permitía minimizar los
programas (en términos de memoria ocupada). Otros factores que también se utilizaban para
medir la calidad de una arquitectura era el número de bits por instrucción y la cantidad de bits de
instrucciones y de datos que se alimentaban durante la ejecución de un programa.
Debido a la introducción de lamicroprogramación (que permitió que los complejos circuitos lógicos
de la unidad de control se reemplazaran por una memoria con un microprograma), se volvió mucho
más barato sustituir funciones que antes se realizaban mediante una serie de instrucciones, por
instrucciones más complejas que entendía y ejecutaba el microprograma. Al tener un programa
menos instrucciones se conseguían dos cosas:menos espacio de memoria y menos instrucciones
que alimentar desde la lenta memoria, luego se aumentaba la velocidad de ejecución. No obstante,
a medida que se incorporaban más y más funciones al microcódigo, el tamaño del microprograma
fue creciendo.
Otro argumento para implementar funciones complejas en microcódigo era que estas funciones
acortaban la gran distancia semántica que había...